JPH10338123A - 鉄道車両用ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御部に故障が発生しても電車の運行を阻害
せず、しかも安全性を損なわないブレーキ装置を提供す
る。 【解決手段】 電車の力行中や惰行中において、ブレー
キ受量器１の制御部１１に故障が発生した場合、通常の
出力部１３とは別に設けられている定電流出力部１５に
よってブレーキ指令圧信号を維持することにより、ブレ
ーキ緩め状態を維持し、その後常用ブレーキ指令が出さ
れたとき定電流出力部１５の出力をオフにして非常ブレ
ーキをかける構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両用のブレ
ーキ装置に関し、特に、主電動機を制御する制御装置が
台車ごとに若しくは軸ごとに個別の可変電圧可変周波数
（ＶＶＶＦ）制御装置である場合に対応したブレーキ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、特開平８−６７２４０号公報に
記載された従来の鉄道車両用ブレーキ装置を示すブロッ
ク図である。図において、応荷重弁１２２を除く他の部
分がブレーキ装置である。ブレーキ装置は、軸ごとに又
は台車ごとに個別のＶＶＶＦ制御装置の各々に対応して
設けられ、ブレーキ受量器１２１、制御弁部１２３、中
継弁１２４及び圧力センサ１２５により構成されてい
る。ブレーキ受量器１２１はさらに、制御部１３０、出
力部１３１及び１３２により構成されている。

【０００３】制御部１３０には、常用ブレーキ指令、滑
走検知用の速度信号及び圧力センサ１２５からのブレー
キ指令圧フィードバック信号がそれぞれ入力されてい
る。また、出力部１３１及び１３２の出力信号が、異常
監視のため、接続線１５０を介して制御部１３０に入力
されている。制御部１３０は、出力部１３１に対してブ
レーキ指令圧制御信号を出力する。出力部１３１は、ブ
レーキ指令圧制御信号を受けてブレーキ指令圧信号を出
力し、制御弁部１２３を駆動する。

【０００４】上記出力部１３１には、制御部１３０、出
力部１３１及び１３２のうちのいずれかが故障したとき
開路するリレー接点Ｒｙ２を介して非常ブレーキ指令が
入力されるようになっている。この非常ブレーキ指令
は、電圧の喪失という形で指令が出力される。すなわ
ち、所定の電圧が維持されているときは「指令なし」で
あり、無電圧になれば「指令あり」である。従って、制
御部１３０等が正常で、非常ブレーキ指令が出力されて
いないときは、リレー接点Ｒｙ２を介して出力部１３１
への通電がなされている。一方、出力部１３２は出力部
１３１と並列に設けられ、非常ブレーキ時の滑走制御の
際に閉路するリレー接点Ｒｙ１を介して別の電源に接続
されている。

【０００５】応荷重弁１２２には、車両の前台車の荷重
に相当する空気ばね圧力及び後台車の荷重に相当する空
気ばね圧力が入力されるとともに、供給空気溜からの圧
縮空気が入力されている。この応荷重弁１２２は、両空
気ばね圧力の平均値に比例する圧力であって且つその荷
重のときに非常ブレーキを作用させるために必要な圧力
の圧縮空気を出力するように構成されている。制御弁部
１２３は、３ポートを有する３位置切換電磁弁１３４で
構成され、応荷重弁１２２の出力する圧縮空気が入力さ
れている。ソレノイド１３５が非励磁のときは連通位置
１３６となって、圧縮空気を通過させる。ソレノイド１
３５が少し励磁されると遮断位置１３７となり、中継弁
１２４側の現状の圧力が維持される。また、ソレノイド
１３５が強く励磁されると、中継弁１２４側の圧力を解
放する排気位置１３８となる。

【０００６】中継弁１２４は、通常のバランス型のもの
であり、圧力室１３９が３位置切換電磁弁１３４の出力
ポートに接続されている。この圧力室１３９に、ブレー
キ指令に対応する指令圧力の空気が供給されることによ
り、別の供給空気溜からの空気がブレーキ圧とされてブ
レーキシリンダ（図示せず。）へ供給され、ブレーキシ
リンダがブレーキ動作をする。圧力センサ１２５は圧力
室１３９へ供給される空気圧すなわちブレーキ指令圧を
検出して、ブレーキ受量器１２１の制御部１３０へこれ
を電気信号でフィードバックする。

【０００７】上記のように構成された従来の鉄道車両用
ブレーキ装置において、ブレーキ受量器１２１にブレー
キ指令が入力されていないときは、制御部１３０から出
力される所定のブレーキ指令圧制御信号によって駆動さ
れた出力部１３１は大きな電流値を出力する。これによ
り、ソレノイド１３５が強励磁されるので、３位置切換
電磁弁１３４は排気位置１３８に保たれる。このため、
中継弁１２４の圧力室１３９は排気状態であり、ブレー
キ力は発生していない。ブレーキ受量器１２１に対し
て、通常７段階あるうちのいずれかの段階の常用ブレー
キ指令が入力されたときは、制御部１３０は、所定のブ
レーキ指令圧制御信号を出力して、出力部１３１の出力
をオフにする。従って、ソレノイド１３５が非励磁とな
って３位置切換電磁弁１３４は連通位置となる。この結
果、圧力室１３９の圧力が立ち上がり、ブレーキシリン
ダへ圧縮空気が供給されてブレーキがかかる。このとき
圧力室１３９に供給されているブレーキ指令圧は圧力セ
ンサ１２５により検出され、ブレーキ指令圧フィードバ
ック信号として制御部１３０に送られる。

【０００８】制御部１３０は、ブレーキ指令圧フィード
バック信号に基づいて、常用ブレーキ指令に対応するブ
レーキ力を発生させる圧力に達したことを検知すると、
ブレーキ指令圧制御信号を、小電流値出力に相応した信
号に変化させる。これによって出力部１３１から出力さ
れるブレーキ指令圧信号は小電流値となる。この結果、
３位置切換電磁弁１３４は遮断位置１３７に切り換わる
ので、現在のブレーキ圧が維持される。常用ブレーキ指
令の段階が変化した場合は、その段階に対応したブレー
キ圧を生じるように３位置切換電磁弁１３４を適宜切り
換えて、ブレーキ圧を増減させる。この常用ブレーキ作
動中に車輪の滑走が生じると、制御部１３０は速度信号
に基づいて滑走を検出する。これにより、滑走制御が行
われる。すなわち、出力部１３１を介して３位置切換電
磁弁１３４のソレノイド１３５が駆動され、ブレーキを
緩めることで車輪のロックを防ぎつつ、ブレーキを作用
させる。こうして、適切な滑走制御が行われ、安定した
制動力が得られる。

【０００９】ブレーキ受量器１２１に非常ブレーキ指令
が入力されたとき、すなわち非常ブレーキ接続線１３３
を通じての通電が停止されたときは、出力部１３１の出
力がオフの状態となる。これにより、３位置切換電磁弁
１３４は連通位置１３６となり、圧力室１３９の圧力が
非常ブレーキ指令圧まで立ち上がる。従って、ブレーキ
シリンダに圧縮空気が供給されて非常ブレーキがかか
る。この非常ブレーキ作動中に車輪の滑走を生じると、
リレー接点Ｒｙ１が閉路され、出力部１３２を介して前
述と同様の滑走制御が行われる。

【００１０】一方、電車の力行中や惰行中のブレーキ緩
め状態において、制御部１３０等に故障が発生した場合
は、制御部１３０からのバックアップ指令によってリレ
ー接点Ｒｙ２が開くように構成されている。リレー接点
Ｒｙ２が開くことにより、非常ブレーキ接続線１３３を
通じての通電が強制停止させられるため、出力部１３１
の出力はオフとなる。これは非常ブレーキ指令圧信号が
出力された状態と同じであり、３位置切換電磁弁１３４
は連通位置１３６となる。この結果、非常ブレーキがか
かる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の鉄
道車両用ブレーキ装置においては、制御部１３０等に故
障が発生した場合、無条件に非常ブレーキが作用する。
ところが、電車の力行中や惰行中に制御部１３０等の故
障が発生した場合には、運転士の意に反して不必要に非
常ブレーキが作用することとなり、電車の運行を阻害す
るという問題点があった。

【００１２】上記のような従来の問題点に鑑み、本発明
は、制御部に故障が発生しても電車の運行を阻害せず、
しかも安全性を損なわない鉄道車両用ブレーキ装置を提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の鉄道車両用ブレ
ーキ装置は、非常ブレーキ指令圧を受けるとともに、連
通、遮断及び排出の各切換位置に切換制御され、この非
常ブレーキ指令圧を所望のブレーキ指令圧として出力す
る電磁制御弁と、常用ブレーキ指令又は非常ブレーキ指
令を受けるとともに、前記電磁制御弁を切換駆動するた
めのブレーキ指令圧信号を出力するブレーキ受量部とを
有し、前記ブレーキ受量部は、前記ブレーキ指令圧信号
を電磁制御弁に出力する出力部と、常用ブレーキ指令に
基づいて前記出力部を制御するブレーキ指令圧制御信号
を出力する制御部と、この制御部又は前記出力部の故障
を検出して、前記出力部を遮断する故障検出接点とを有
するものであり、前記電磁制御弁は、消磁状態で非常ブ
レーキ圧力をそのまま出力する連通位置となるものであ
る鉄道車両用ブレーキ装置において、前記ブレーキ受量
部に、前記出力部とは独立して作動可能に設けられ、前
記電磁制御弁を排出位置に付勢する補償出力部と、常用
ブレーキ指令が付与されていないブレーキ緩め状態であ
ることを判断する検知手段と、この検知手段の作動を受
けて、前記補償出力部を前記電磁制御弁に接続する切換
手段とを備えたものである（請求項１）。

【００１４】上記のように構成された鉄道車両用ブレー
キ装置においては、電車の力行中や惰行中に制御部又は
出力部の故障が検出された場合、故障検出接点によって
出力部は遮断される。しかし、このような場合でも、常
用ブレーキ指令が付与されていないブレーキ緩め状態で
ある限り、補償出力部が電磁制御弁を排出位置に保つ。
従って、ブレーキ緩めの状態が維持され、電車の運行を
維持することができる。そして、この状態において常用
ブレーキ指令が検知されたとき、切換手段の切換動作に
より補償出力部も作動しない状態になり、電磁制御弁は
連通位置になる。これにより非常ブレーキが作用する。
なお、このようにして一旦非常ブレーキが作用しても、
その後常用ブレーキ指令が解除されれば、補償出力部が
作動してブレーキは再び緩め状態となる。

【００１５】また、本発明の鉄道車両用ブレーキ装置
は、上記ブレーキ装置の切換手段に代えて、検知手段が
作動し、かつ、前記故障検出接点が作動すると、前記補
償出力部を前記電磁制御弁に接続する切換手段を備えた
ものであってもよい（請求項２）。

【００１６】上記のように構成された鉄道車両用ブレー
キ装置（請求項２）においては、電車の力行中や惰行中
に制御部又は出力部の故障が検出された場合、故障検出
接点によって出力部は遮断される。しかし、このような
場合でも、常用ブレーキ指令が付与されていないブレー
キ緩め状態である限り、補償出力部が電磁制御弁を排出
位置に保つ。従って、ブレーキ緩めの状態が維持され、
電車の運行を維持することができる。そして、この状態
において常用ブレーキ指令が検知されたとき、切換手段
により補償出力部も作動しない状態になり、電磁制御弁
は連通位置になる。これにより非常ブレーキが作用す
る。なお、このようにして一旦非常ブレーキが作用して
も、その後常用ブレーキ指令が解除されれば、補償出力
部が作動してブレーキは再び緩め状態となる。なお、切
換手段はブレーキ緩め状態で且つ故障が発生した場合に
動作するので、故障が発生していない正常な状態ではブ
レーキ緩め状態であっても動作しない。従って、切換手
段の動作回数が少なく、耐久性が向上する。また、切換
手段の動作による電力消費も抑止できる。

【００１７】また、上記鉄道車両用ブレーキ装置（請求
項１又は２）において、検知手段は、制御部とは別個の
装置として独立して設けられているものであってもよい
（請求項３）。一般に、制御部が故障した場合は、その
電源が切れて制御停止状態となるが、上記のように構成
されたブレーキ装置においては、かかる場合にも、検知
手段によって常用ブレーキ指令を確実に受けとり、これ
に基づいてブレーキ制御を行うことができる。

【００１８】また、上記鉄道車両用ブレーキ装置（請求
項１又は２）において、出力部及び補償出力部は共に、
非常ブレーキ指令が出力されると通電状態を断つ非常ブ
レーキ指令線を電源とするものであってもよい（請求項
４）。このように構成されたブレーキ装置においては、
補償出力部によって電磁制御弁を排出位置に維持してブ
レーキ緩め状態を保っている場合であっても、非常ブレ
ーキ指令があればその出力が失われる。従って、常に非
常ブレーキを優先して安全に電車の運行を行うことがで
きる。

【００１９】また、上記鉄道車両用ブレーキ装置（請求
項１又は２）において、切換手段は、出力部及び補償出
力部のいずれか一方のみの作動を有効にするものであっ
てもよい（請求項５）。このように構成されたブレーキ
装置においては、例えば接点の故障等により出力部及び
補償出力部の双方の作動が有効となることを確実に防止
できる。従って、誤ってブレーキ緩め指令が出力される
ことによる危険性を排除して、より安全な鉄道車両用ブ
レーキ装置を提供できる。

【００２０】また、上記鉄道車両用ブレーキ装置（請求
項１又は２）において、電磁制御弁は３位置切換電磁弁
であってもよい（請求項６）。３位置切換電磁弁は強弱
２レベルの入力と、入力なしとによって３位置の切換が
可能である。従って、回路構成が簡単である。

【００２１】

【発明の実施の形態】

《実施形態１》図１は、本発明の第１の実施形態による
鉄道車両用ブレーキ装置及びその周辺装置を示すブロッ
ク図である。図において、ブレーキ装置１００は、ブレ
ーキ受量器１、圧力センサ２及び電空変換中継弁３によ
って構成されている。また、ブレーキ装置１００の周辺
装置として、供給空気溜４、応荷重弁５及びブレーキシ
リンダ６が設けられている。ブレーキ装置１００は、軸
ごとに又は台車ごとに個別のＶＶＶＦ制御装置の各々に
対応して設けられている。上記ブレーキ受量器１は、常
用ブレーキ指令検知部１１、制御部１２、第１出力部１
３、第２出力部１４、定電流出力部（補償出力部）１５
及び切換手段としてのリレー１６を主たる構成要素とし
て構成されている。また、電空変換中継弁３は、３位置
切換電磁弁（電磁制御弁）３１及び中継弁３２によって
構成されている。

【００２２】上記ブレーキ受量器１において、常用ブレ
ーキ指令検知部１１は、電路Ｌ１から常用ブレーキ指令
を入力されると、接点１１ｂ（ｂ接点）を開路する。な
お、この常用ブレーキ指令検知部１１は接点１１ｂとと
もに、常用ブレーキ指令が付与されていないブレーキ緩
め状態であることを判断する検知手段として用いられて
いる。制御部１２には電路Ｌ１から常用ブレーキ指令が
入力される。また、制御部１２には電路Ｌ２から滑走検
知用の速度信号が入力される。また、さらに、制御部１
２には電路Ｌ３から圧力センサ２のブレーキ指令圧フィ
ードバック信号が入力される。一方、制御部１２は、第
１出力部１３及び第２出力部１４をそれぞれ駆動するブ
レーキ指令圧制御信号Ｓ１及びＳ２を提供する。また、
制御部１２は接点１２ａ１及び１２ａ２を駆動する。接
点１２ａ１（ａ接点）は、従来技術と同様に、制御部１
２、第１出力部１３及び第２出力部１４のうちのいずれ
かの故障を検知すると開路される接点である。また、接
点１２ａ２（ａ接点）は、非常ブレーキ時の滑走制御の
際に閉路される接点である。リレー１６のコイル１６ｃ
は、上記の接点１１ｂを介して、非常ブレーキ指令線と
しての電路Ｌ４と接続されている。このリレー１６は、
接点１６ａ（ａ接点）及び１６ｂ（ｂ接点）を有してい
る。なお、非常ブレーキ指令は、指令ありのとき電路Ｌ
４に印加される電圧が失われ、指令なし（通常）のとき
電路Ｌ４に所定の電圧が印加される。

【００２３】第１出力部１３は、電源側（上）が上記接
点１２ａ１を介して電路Ｌ４と接続されている。また、
その負荷側（下）は、逆流防止用の整流器１７及び上記
接点１６ｂを介して電空変換中継弁３内の３位置切換電
磁弁３１に接続されている。第２出力部１４は、電源側
が上記接点１２ａ２を介して、独立した電源が供給され
る電路Ｌ５に接続されている。また、その負荷側は、逆
流防止用の整流器１８を介して第１出力部１３の負荷側
電路と合流し、さらに、接点１６ｂを介して３位置切換
電磁弁３１と接続されている。定電流出力部１５は電源
側が電路Ｌ４に接続されている。また、その負荷側が接
点１６ａ及び逆流防止用の整流器１９を介して３位置切
換電磁弁３１と接続されている。また、定電流出力部１
５は、電路Ｌ５に供給される独立した電源から一定の制
御信号Ｓ３を受けて駆動されている。

【００２４】一方、応荷重弁５は、車両の前台車の荷重
に相当する空気ばね圧力及び後台車の荷重に相当する空
気ばね圧力が入力されるとともに、供給空気溜４から圧
縮空気が入力されている。そして、両空気ばね圧力の平
均値に比例し且つその荷重のときに非常ブレーキを作用
させるために必要な圧力の圧縮空気を出力するように構
成されている。３ポートを有する３位置切換電磁弁３１
には、応荷重弁５の出力する圧縮空気が入力されてい
る。ソレノイド３１ａが非励磁のときは連通位置Ｐ１と
なって、圧縮空気を通過させる。ソレノイド３１ａが少
し励磁（弱励磁）されると遮断位置Ｐ２となり、２次側
（中継弁３２側）の現状圧力が維持される。また、ソレ
ノイド３１ａが強く励磁されると、中継弁３２側の圧力
を解放する排気位置Ｐ３となる。

【００２５】中継弁３２は、通常のバランス型のもので
ある。この中継弁３２の入力側は、３位置切換電磁弁３
１の出力ポート及び圧縮空気溜４と接続されている。ま
た、中継弁３２の出力側は、ブレーキシリンダ６と接続
されている。中継弁３２の圧力室３２ａに、ブレーキ指
令に対応する指令圧力の空気が３位置切換電磁弁３１か
ら供給されることにより、供給空気溜４からの空気がブ
レーキ圧とされてブレーキシリンダ６へ供給される。こ
れにより、ブレーキが作用する。３位置切換電磁弁３１
の出力ポートに接続された圧力センサ２は、圧力室３２
ａへ供給される空気圧すなわちブレーキ指令圧を検出す
るとともに、これを電気信号に変換したブレーキ指令圧
フィードバック信号をブレーキ受量器１の制御部１２へ
入力する。

【００２６】次に、上記のように構成されたブレーキ装
置１００及びその周辺装置の動作について説明する。図
２は、電路Ｌ４及びＬ５に所定の電圧が印加された状態
において、常用ブレーキ指令が出力されていないブレー
キ緩め時（電車の力行時又は惰行時）であって、かつ、
制御部１２等が正常に動作しているときの動的な状態を
示している。以下、この図２の状態に基づいて各部の動
作を説明する。常用ブレーキ指令が出力されていないの
で、常用ブレーキ指令検知部１１は常用ブレーキ指令を
検知しない。従って、接点１１ｂは閉路している。この
結果、リレー１６は励磁されるので、その接点１６ａは
閉路し、接点１６ｂは開路している。これにより、第１
出力部１３を含む電路は断路され、定電流出力部１５を
含む電路が閉成される。定電流出力部１５は電路Ｌ５か
ら供給される独立した電源から一定のブレーキ指令圧制
御信号Ｓ３を受けて駆動され、これによって３位置切換
電磁弁３１のソレノイド３１ａを強励磁するのに必要な
定電流を出力する。この結果、電路Ｌ４から定電流出力
部１５、接点１６ａ及び整流器１９を経て、ソレノイド
３１ａに定電流が流れる。従って、３位置切換電磁弁３
１は排気位置Ｐ３に保たれる。すなわち、ブレーキは作
用しない。一方、制御部１２の接点１２ａ１は閉路して
いる。

【００２７】次に、図２に示す状態から、ブレーキ受量
器１に対して、通常７段階あるうちのいずれかの段階の
常用ブレーキ指令が入力されたときは、常用ブレーキ指
令検知部１１がこれを検出して接点１１ｂを開路する。
これによってリレー１６は非励磁となるので、その接点
１６ｂは閉路し、接点１６ａは開路する。従って、定電
流出力部１５を含む電路は断路される。一方、第１出力
部１３を含む電路は閉成される。常用ブレーキ指令が入
力されることにより制御部１２から所定のブレーキ指令
圧制御信号Ｓ１が出力され、第１出力部１３を介して、
ソレノイド３１ａが非励磁状態となる。これにより３位
置切換電磁弁３１は連通位置Ｐ１となる。この結果、圧
力室３２ａの圧力が立ち上がり、ブレーキシリンダ６へ
圧縮空気が供給されてブレーキがかかる。このとき圧力
室３２ａに供給されているブレーキ指令圧は圧力センサ
２により検出され、ブレーキ指令圧フィードバック信号
として制御部１２に送られる。

【００２８】制御部１２は、ブレーキ指令圧フィードバ
ック信号に基づいて、常用ブレーキ指令に対応するブレ
ーキ力を発生させる圧力に達したことを検知すると、ブ
レーキ指令圧制御信号Ｓ１を、小電流値出力に相応する
信号に変化させる。これによって第１出力部１３から出
力されるブレーキ指令圧信号は小電流値となり、３位置
切換電磁弁３１は遮断位置Ｐ２に切り換わる。これによ
り、現在のブレーキ圧が維持される。常用ブレーキ指令
の段階が変化した場合は、その段階に対応したブレーキ
圧を生じるように３位置切換電磁弁３１を適宜切り換え
て、ブレーキ圧を増減させる。

【００２９】常用ブレーキ作動中に車輪の滑走が生じる
と、制御部１２は速度信号に基づいて滑走を検出する。
滑走を検出した制御部１２は、常用ブレーキ指令に基づ
く制御を滑走制御に切り換えて、滑走制御信号としての
ブレーキ指令圧制御信号Ｓ１を出力する。第１出力部１
３は、このブレーキ指令圧制御信号Ｓ１に応じたブレー
キ指令圧信号を３位置切換電磁弁３１のソレノイド３１
ａに供給する。これにより、ブレーキ圧を下げるか又は
解放してブレーキを緩める。以後、ブレーキ指令圧制御
信号Ｓ１を変化させて車輪のロックを防止しつつ、ブレ
ーキを作用させる。こうして、適切な滑走制御が行わ
れ、安定した制動力が得られる。

【００３０】一方、ブレーキ受量器１に非常ブレーキ指
令が入力されると、電路Ｌ４の電圧が失われる。従っ
て、第１出力部１３及び定電流出力部１５のいずれが作
動状態にあるかに関わらず、これらの出力はオフとな
る。これにより、３位置切換電磁弁３１は連通位置Ｐ１
となり、圧力室３２ａの圧力が所定の圧力まで立ち上が
る。これにより、ブレーキシリンダ６に圧縮空気が供給
されて非常ブレーキがかかる。なお、電路Ｌ４の電圧喪
失により、常用ブレーキ指令がない接点１１ｂの閉路状
態でもリレー１６は非励磁となるので、接点１６ｂが閉
路する。従って、別の電源に接続されている第２出力部
１４は作動可能な状態となる。この状態において、非常
ブレーキ作動中に車輪の滑走が生じた場合には、接点１
２ａ２が閉路して第２出力部１４を含む電路が閉成され
るとともに、滑走制御信号としてのブレーキ指令圧制御
信号Ｓ２が第２出力部１４に供給される。これによっ
て、前述の常用ブレーキ作動時と同様に、第２出力部１
４を介して滑走制御が行われる。

【００３１】次に、ブレーキ緩め時において制御部１２
（又は第１出力部１３若しくは第２出力部１４）に故障
が発生した場合の動作について、図２に基づいて説明す
る。常用ブレーキ指令が出力されていないときは、前述
のように、接点１１ｂは閉路している。従ってリレー１
６が励磁され、定電流出力部１５を通じて一定のブレー
キ指令圧信号がソレノイド３１ａに供給されている。こ
こで、制御部１２等に故障が発生すると、接点１２ａ１
が開路する。しかしながら、接点１６ｂが既に開いてい
るので状態の変化は起こらず、一定のブレーキ指令圧信
号がソレノイド３１ａに供給されている状態が維持され
る。すなわち、ブレーキ緩めの状態が維持され、電車は
運行を維持できる。

【００３２】次に、上記のように制御部１２等に故障が
発生した後に、常用ブレーキ指令が出力された場合の動
作について説明する。常用ブレーキ指令が出力される
と、常用ブレーキ指令検知部１１はこれを検知し、接点
１１ｂを開路する。これにより、リレー１６の励磁が停
止するので、その接点１６ａは開路し、１６ｂは閉路す
る。この結果、接点１２ａ１及び接点１６ａが共に開路
することになり、ソレノイド３１ａに通電するための電
路がすべて遮断される。従って、ソレノイド３１ａは非
励磁状態となって、３位置切換電磁弁３１は連通位置Ｐ
１となる。すなわち、非常ブレーキが作用する。

【００３３】その後、常用ブレーキ指令が解除される
と、接点１１ｂが閉路してリレー１６が励磁され、定電
流出力部１５を含む電路が再び閉成される。従って、３
位置切換電磁弁３１のソレノイド３１ａが励磁され、排
気位置Ｐ３となる。これにより、ブレーキ圧は解放され
る。すなわち、常用ブレーキ指令を出力したことによっ
て一旦非常ブレーキが作動しても、必要に応じてその後
これを解除することができる。従って、故障車両を牽引
する等の措置を行うことが可能となる。

【００３４】以上のように、本実施形態のブレーキ装置
によれば、制御部１２等が故障してもすぐには非常ブレ
ーキを作用させず、常用ブレーキ指令が出力された時点
で初めて非常ブレーキを作用させる。また、このような
故障に基づいての非常ブレーキ作用後も、ブレーキ力を
解除することができる。従って、電車の力行中や惰行中
に制御部１２等が故障した場合に、運転士の意に反して
不必要に非常ブレーキが作用する事態が排除されるの
で、電車の運行が阻害されることがない。また、常用ブ
レーキ指令に応じてバックアップブレーキとしての非常
ブレーキが作用するので、安全性も損なわれない。さら
に、このようにして一旦非常ブレーキが作動しても、必
要に応じてその後これを解除することができるので、故
障車両を牽引する等の措置を行うことが可能である。

【００３５】《実施形態２》図３は本発明の第２の実施
形態による鉄道車両用ブレーキ装置及びその周辺装置を
示すブロック図である。第１の実施形態との違いは制御
部１２等に故障が発生したときに動作する接点１２ｂ
（ｂ接点）が、接点１１ｂとリレー１６のコイル１６ｃ
との間に新たに設けられている点である。その他の構成
は第１の実施形態と同一であるので構成の説明は省略す
る。この接点１２ｂを設けたことにより、ブレーキ装置
１００の動作は第１の実施形態とは異なったものとな
る。

【００３６】次に、上記のように構成されたブレーキ装
置１００及びその周辺装置の動作について説明する。図
４は、電路Ｌ４及びＬ５に所定の電圧が印加された状態
において、常用ブレーキ指令が出力されていないブレー
キ緩め時であって、かつ、制御部１２等が正常に動作し
ているときの動的な状態を示している。以下、この図４
の状態に基づいて各部の動作を説明する。常用ブレーキ
指令が出力されていないので、常用ブレーキ指令検知部
１１は常用ブレーキ指令を検知しない。従って、接点１
１ｂは閉路している。一方、制御部１２の接点１２ａ１
及び１２ｂは、制御部１２等が正常であることにより、
接点１２ａ１が閉路し、接点１２ｂは開路している。こ
の結果、リレー１６は励磁されず、その接点１６ａは開
路している。従って、定電流出力部１５を含む電路は断
路されている。制御部１２から出力されるブレーキ指令
圧制御信号Ｓ１に基づき、第１出力部１３から、大きな
電流値としてのブレーキ指令圧信号が出力される。これ
により、３位置切換電磁弁３１のソレノイド３１ａは強
励磁されている。従って、３位置切換電磁弁３１は排気
位置Ｐ３に保たれ、中継弁３２の圧力室３２ａは排気状
態である。すなわち、ブレーキ力は発生しない。

【００３７】次に、上記の状態から、ブレーキ受量器１
に対して、通常７段階あるうちのいずれかの段階の常用
ブレーキ指令が入力されたときは、常用ブレーキ指令検
知部１１がこれを検出して接点１１ｂを開路する。ま
た、常用ブレーキ指令が入力されることにより、制御部
１２からのブレーキ指令圧制御信号Ｓ１に基づき、ソレ
ノイド３１ａは非励磁状態となって３位置切換電磁弁３
１を連通位置Ｐ１とする。この結果、圧力室３２ａの圧
力が立ち上がり、ブレーキシリンダ６へ圧縮空気が供給
されてブレーキがかかる。このとき圧力室３２ａに供給
されているブレーキ指令圧は圧力センサ２により検出さ
れ、ブレーキ指令圧フィードバック信号として制御部１
２に送られる。

【００３８】制御部１２は、ブレーキ指令圧フィードバ
ック信号に基づいて、常用ブレーキ指令に対応するブレ
ーキ力を発生させる圧力に達したことを検知すると、ブ
レーキ指令圧制御信号Ｓ１を介して第１出力部１３のブ
レーキ指令圧信号を小電流値出力に変化させる。これに
よって３位置切換電磁弁３１は遮断位置Ｐ２に切り換わ
る。従って、現在のブレーキ圧が維持される。常用ブレ
ーキ指令の段階が変化した場合は、その段階に対応した
ブレーキ圧を生じるように３位置切換電磁弁３１を適宜
切り換えて、ブレーキ圧を増減させる。

【００３９】常用ブレーキ作動中に車輪の滑走が生じる
と、制御部１２は速度信号に基づいて滑走を検出する。
制御部１２はこれにより、出力を滑走制御のための信号
に切り換える。そして、滑走制御のための信号に切り換
えられたブレーキ指令圧制御信号Ｓ１に応じたブレーキ
指令圧信号が、第１出力部１３を介して３位置切換電磁
弁３１のソレノイド３１ａに供給される。すなわち、ブ
レーキ圧を下げるか又は解放してブレーキを緩める。以
後、ブレーキ指令圧信号を変化させて車輪のロックを防
止しつつ、ブレーキを作用させる。こうして、適切な滑
走制御が行われ、安定した制動力が得られる。

【００４０】ブレーキ受量器１に非常ブレーキ指令が入
力されたとき、すなわち電路Ｌ４の電圧が失われたとき
は、第１出力部１３の出力も当然オフの状態となる。こ
れにより、３位置切換電磁弁３１は連通位置Ｐ１とな
り、圧力室３２ａの圧力が所定の圧力まで立ち上がる。
従って、ブレーキシリンダ６に圧縮空気が供給されて非
常ブレーキがかかる。この非常ブレーキ作動中に車輪の
滑走が生じた場合には、接点１２ａ２が閉路され、滑走
制御のためのブレーキ指令圧制御信号Ｓ２に応じたブレ
ーキ指令圧信号が第２出力部１４から出力される。この
ようにして、前述の常用ブレーキ作動時と同様に、滑走
制御が行われる。

【００４１】次に、ブレーキ緩め時において制御部１２
等に故障が発生した場合の動作について、図４に基づい
て説明する。常用ブレーキ指令が出力されていないとき
は、前述のように、接点１１ｂは閉路している。ここ
で、制御部１２に故障が発生すると、接点１２ｂが閉路
し、接点１２ａ１が開路する。接点１１ｂ及び１２ｂが
共に閉路したことによってリレー１６のコイル１６ｃが
励磁されるので、その接点１６ａは閉路し、１６ｂは開
路する。この結果、第１出力部１３を含む電路は断路さ
れた状態となり、代わりに定電流出力部１５を含む電路
が閉成される。定電流出力部１５は電路Ｌ５から供給さ
れる独立した電源から一定のブレーキ指令圧制御信号Ｓ
３を受けて駆動され、３位置切換電磁弁３１のソレノイ
ド３１ａを強励磁するのに必要な定電流を出力する。こ
れにより、電路Ｌ４から定電流出力部１５、接点１６ａ
及び整流器１９を経て、ソレノイド３１ａに定電流が流
れる。すなわち、接点１２ａ１から第１出力部１３及び
整流器１７に至る電路が定電流出力部１５、接点１６ａ
及び整流器１９によって構成される電路によってバイパ
スされ、ソレノイド３１ａへの通電が維持される。従っ
て、３位置切換電磁弁３１は排気位置Ｐ３に保たれ、ブ
レーキは作用しない。

【００４２】次に、上記のように制御部１２等に故障が
発生した後に、常用ブレーキ指令が出力された場合の動
作について説明する。常用ブレーキ指令が出力される
と、常用ブレーキ指令検知部１１はこれを検知し、接点
１１ｂを開路する。これにより、リレー１６の励磁が停
止するので、接点１６ａは開路し、１６ｂは閉路する。
この結果、接点１２ａ１及び接点１６ａが共に開路して
ソレノイド３１ａに通電するための電路がすべて遮断さ
れる。従って、ソレノイド３１ａが非励磁状態となり、
３位置切換電磁弁３１は連通位置Ｐ１となる。この結
果、非常ブレーキが作用する。

【００４３】その後、常用ブレーキ指令が解除される
と、接点１１ｂが閉路してリレー１６が励磁され、定電
流出力部１５を含む電路が再び閉成される。従って、３
位置切換電磁弁３１のソレノイド３１ａが励磁され、排
気位置Ｐ３となる。これにより、ブレーキ圧は解放され
る。すなわち、常用ブレーキ指令を出力したことによっ
て一旦非常ブレーキが作用しても、必要に応じてその後
これを解除することができる。従って、故障車両を牽引
する等の措置を行うことが可能となる。

【００４４】以上のように、本実施形態のブレーキ装置
によれば、第１の実施形態の場合と同様に、制御部１２
等が故障してもすぐには非常ブレーキを作用させず、常
用ブレーキ指令が出力された時点で初めて非常ブレーキ
を作用させることができる。また、このようにして非常
ブレーキが作用した後もブレーキ解除を行うことができ
る。従って、電車の力行中や惰行中に制御部１２が故障
した場合に、運転士の意に反して不必要に非常ブレーキ
が作用する事態が排除されるので、電車の運行が阻害さ
れることがない。また、常用ブレーキ指令に応じてバッ
クアップブレーキとしての非常ブレーキが作用するの
で、安全性も損なわれない。さらに、このようにして一
旦非常ブレーキが作動しても、必要に応じてその後これ
を解除することができるので、故障車両を牽引する等の
措置を行うことが可能である。また、第１の実施形態の
場合と異なって、制御部１２等が正常に動作している限
り、接点１２ｂが開路していることによって、リレー１
６は励磁されない。従って、リレー１６の接点の消耗が
少なく、その分耐用年数が延びる。また、通常はリレー
１６での電力消費が無い点で、第１の実施形態の構成よ
りも節電できる。

【００４５】なお、上記各実施形態において、常用ブレ
ーキ指令検知部１１と制御部１２とは、物理的には一体
装置であっても別々の装置であっても構わないが、電気
回路上は、別個の装置として互いに独立して設けられて
いることが好ましい。その理由は、仮に電気回路上一体
の装置であるとすると、制御部１２が故障した場合は、
その電源が切れて制御停止状態となり、これにより常用
ブレーキ指令検知部１１も動作停止状態となってしまう
からである。従って、制御部１２が故障した場合にも常
用ブレーキ指令検知部１１の正常な動作を担保するた
め、互いに独立した別個の回路構成とすることが好まし
い。

【００４６】

【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項１の鉄道車両用ブレーキ装置によ
れば、電車の力行中や惰行中に制御部又は出力部の故障
が検出された場合でも、常用ブレーキ指令が付与されて
いないブレーキ緩め状態である限り、補償出力部が電磁
制御弁を排出位置に保つ。従って、ブレーキ緩めの状態
が維持され、電車の運行を維持することができる。そし
て、この状態において常用ブレーキ指令が検知されたと
き、非常ブレーキが作用するので、安全性も維持でき
る。さらに、このようにして一旦非常ブレーキが作用し
ても、その後常用ブレーキ指令が解除されればブレーキ
を緩めることができるので、故障車両の牽引等の措置を
行うことも可能になる。

【００４７】請求項２の鉄道車両用ブレーキ装置におい
ても請求項１の装置と同様の効果がある。また、さら
に、故障が発生していない正常な状態ではブレーキ緩め
状態であっても切換手段は動作しないため、切換手段の
動作回数が少ない。従って、耐久性が向上し、切換手段
の動作による電力消費も抑止できる。

【００４８】請求項３の鉄道車両用ブレーキ装置によれ
ば、制御部が故障した場合に、その電源が切れて制御停
止状態となっても、検知手段によって常用ブレーキ指令
を確実に受けとり、これに基づいてブレーキ制御を行う
ことができる。従って、より安全性及び信頼性を高める
ことができる。

【００４９】請求項４の鉄道車両用ブレーキ装置によれ
ば、補償出力部によってブレーキ緩め状態を保っている
場合であっても、非常ブレーキ指令があれば非常ブレー
キが作用する。従って、常に非常ブレーキを優先して、
安全に電車の運行を行うことができる。

【００５０】請求項５の鉄道車両用ブレーキ装置によれ
ば、例えば接点の故障等により出力部及び補償出力部の
双方の作動が有効となることを確実に防止できる。従っ
て、誤ってブレーキ緩め指令が出力されることによる危
険性を排除して、より安全な鉄道車両用ブレーキ装置を
提供できる。

【００５１】請求項６の鉄道車両用ブレーキ装置によれ
ば、３位置切換電磁弁は強弱２レベルの入力と、入力な
しとによって３位置の切換が可能である。従って、回路
構成が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による鉄道車両用ブレ
ーキ装置及びその周辺装置を示すブロック図である。

【図２】図１に示す装置において、所定の電圧が印加さ
れた動的状態のブロック図である。

【図３】本発明の第２の実施形態による鉄道車両用ブレ
ーキ装置及びその周辺装置を示すブロック図である。

【図４】図３に示す装置において、所定の電圧が印加さ
れた動的状態のブロック図である。

【図５】従来の鉄道車両用ブレーキ装置及びその周辺装
置を示すブロック図である。

【符号の説明】

２ 圧力センサ ３ 電空変換中継弁 ５ 応荷重弁 ６ ブレーキシリンダ １１ 常用ブレーキ指令検知部 １２ 制御部 １２ａ１、１２ａ２、１２ｂ 接点 １３ 第１出力部 １４ 第２出力部 １５ 定電流出力部 １６ リレー １６ａ、１６ｂ 接点 １６ｃ コイル ３１ ３位置切換電磁弁

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非常ブレーキ指令圧を受けるとともに、連
   通、遮断及び排出の各切換位置に切換制御され、この非
   常ブレーキ指令圧を所望のブレーキ指令圧として出力す
   る電磁制御弁と、 常用ブレーキ指令又は非常ブレーキ指令を受けるととも
   に、前記電磁制御弁を切換駆動するためのブレーキ指令
   圧信号を出力するブレーキ受量部とを有し、 前記ブレーキ受量部は、前記ブレーキ指令圧信号を電磁
   制御弁に出力する出力部と、常用ブレーキ指令に基づい
   て前記出力部を制御するブレーキ指令圧制御信号を出力
   する制御部と、この制御部又は前記出力部の故障を検出
   して、前記出力部を遮断する故障検出接点とを有するも
   のであり、前記電磁制御弁は、消磁状態で非常ブレーキ
   圧力をそのまま出力する連通位置となるものである鉄道
   車両用ブレーキ装置において、 前記ブレーキ受量部に、前記出力部とは独立して作動可
   能に設けられ、前記電磁制御弁を排出位置に付勢する補
   償出力部と、 常用ブレーキ指令が付与されていないブレーキ緩め状態
   であることを判断する検知手段と、 前記検知手段の作動を受けて、前記補償出力部を前記電
   磁制御弁に接続する切換手段とを備えたことを特徴とす
   る鉄道車両用ブレーキ装置。
2. 【請求項２】非常ブレーキ指令圧を受けるとともに、連
   通、遮断及び排出の各切換位置に切換制御され、この非
   常ブレーキ指令圧を所望のブレーキ指令圧として出力す
   る電磁制御弁と、 常用ブレーキ指令又は非常ブレーキ指令を受けるととも
   に、前記電磁制御弁を切換駆動するためのブレーキ指令
   圧信号を出力するブレーキ受量部とを有し、 前記ブレーキ受量部は、前記ブレーキ指令圧信号を電磁
   制御弁に出力する出力部と、常用ブレーキ指令に基づい
   て前記出力部を制御するブレーキ指令圧制御信号を出力
   する制御部と、この制御部又は前記出力部の故障を検出
   して、前記出力部を遮断する故障検出接点とを有するも
   のであり、前記電磁制御弁は、消磁状態で非常ブレーキ
   圧力をそのまま出力する連通位置となるものである鉄道
   車両用ブレーキ装置において、 前記ブレーキ受量部に、前記出力部とは独立して作動可
   能に設けられ、前記電磁制御弁を排出位置に付勢する補
   償出力部と、 常用ブレーキ指令が付与されていないブレーキ緩め状態
   であることを判断する検知手段と、 前記検知手段が作動し、かつ、前記故障検出接点が作動
   すると、前記補償出力部を前記電磁制御弁に接続する切
   換手段とを備えたことを特徴とする鉄道車両用ブレーキ
   装置。
3. 【請求項３】前記検知手段は、前記制御部とは別個の装
   置として独立して設けられていることを特徴とする請求
   項１又は２記載の鉄道車両用ブレーキ装置。
4. 【請求項４】前記出力部及び前記補償出力部は共に、非
   常ブレーキ指令が出力されると通電状態を断つ非常ブレ
   ーキ指令線を電源とすることを特徴とする請求項１又は
   ２記載の鉄道車両用ブレーキ装置。
5. 【請求項５】前記切換手段は、前記出力部及び前記補償
   出力部のいずれか一方のみの作動を有効にすることを特
   徴とする請求項１又は２記載の鉄道車両用ブレーキ装
   置。
6. 【請求項６】前記電磁制御弁は、３位置切換電磁弁であ
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の鉄道車両用ブ
   レーキ装置。